Per quasi un secolo, gli astronomi hanno capito che l'Universo è in uno stato di espansione. Questa è una conseguenza della Relatività Generale, e la velocità con cui si sta espandendo è conosciuta come la Costante di Hubble - dal nome dell'uomo che per primo ha notato i fenomeni. Tuttavia, gli astronomi hanno anche appreso che all'interno delle strutture su larga scala dell'Universo, anche le galassie e i cluster si sono avvicinati e l'uno rispetto all'altro.
Per decenni, gli astronomi hanno cercato di tracciare come questi movimenti hanno avuto luogo nel corso della storia cosmica. E grazie agli sforzi del team internazionale di astronomi, è stata creata la mappa più dettagliata ad oggi delle orbite delle galassie che si trovano all'interno del Supercluster della Vergine. Questa mappa comprende i movimenti passati di quasi 1.400 galassie in 100 milioni di anni luce di spazio, mostrando come il nostro vicinato cosmico è cambiato.
Lo studio che dettaglia la loro ricerca è apparso di recente in Il diario astrofisico sotto il titolo "Action Dynamics of the Local Supercluster". Guidato da Edward J. Shaya dell'Università del Maryland, il team comprendeva membri dell'Istituto di astronomia UH, l'Istituto di fisica di Racah a Gerusalemme e l'Istituto per la ricerca delle leggi fondamentali dell'Universo (IRFU) a Parigi.
Per motivi di studio, il team ha utilizzato i dati dei sondaggi CosmicFlows, una serie di tre studi che hanno calcolato la distanza e la velocità delle galassie vicine tra il 2011 e il 2016. Diversi membri del team di studio sono stati coinvolti in questi sondaggi, che hanno poi accoppiato con altre stime del campo di gravità e distanza per costruire uno studio di flusso massiccio del Supercluster Vergine.
Da questo, sono stati in grado di creare modelli di computer che rappresentavano i movimenti di quasi 1.400 galassie entro 100 milioni di anni luce e nel corso di 13 miliardi di anni (solo 800 milioni di anni dopo il Big Bang). Come ha spiegato Brent Tully, astronomo presso l'Istituto di astronomia UH e coautore dello studio, in un comunicato stampa UH:
“Per la prima volta, non stiamo solo visualizzando la struttura dettagliata del nostro Supercluster locale di galassie, ma stiamo vedendo come la struttura si è sviluppata nel corso della storia dell'universo. Un'analogia è lo studio dell'attuale geografia della Terra dal movimento della tettonica a zolle. "
Ciò che hanno scoperto è che i loro modelli si adattano bene al flusso di velocità attuale, il che significa che le strutture e le velocità che hanno osservato nei loro modelli si adattano a ciò che è stato osservato dalle galassie ai giorni nostri. Hanno anche determinato che all'interno dell'area dello spazio che hanno mappato, il principale attrattore gravitazionale è il Cluster Vergine, che si trova a circa 50 milioni di anni luce di distanza e contiene tra 1300 e 2000 galassie.
Inoltre, il loro studio ha indicato che oltre un migliaio di galassie sono cadute nel Cluster della Vergine negli ultimi 13 miliardi di anni, mentre alla fine verranno catturate tutte le galassie entro 40 milioni di anni luce dal cluster. Al momento, la Via Lattea si trova appena fuori da questa zona di cattura, ma sia la Via Lattea che la Galassia di Andromeda sono destinate a fondersi nei prossimi 4 miliardi di anni.
Una volta fatto, il destino della galassia massiccia risultante sarà simile al resto delle galassie nell'area di studio. Questo è stato un altro aspetto da asporto dello studio, in cui il team ha stabilito che questi eventi di fusione fanno semplicemente parte di un modello più ampio. Fondamentalmente, all'interno della regione dello spazio che hanno osservato, ci sono due modelli di flusso generali. All'interno di un emisfero di questa regione, tutte le galassie - compresa la Via Lattea - stanno scorrendo verso un unico foglio piatto.
Allo stesso tempo, ogni galassia sull'intero volume dello spazio si sta muovendo verso attrattori gravitazionali che si trovano molto al di là dell'area di studio. Determinarono che queste forze esterne non erano altro che il Centaurus Supercluster - un gruppo di centinaia di galassie, situato a circa 170 milioni di anni luce di distanza nella costellazione del Centaurus - e il Grande Attrattore.
Il Grande Attrattore si trova a 150 milioni di anni luce di distanza ed è una regione misteriosa che non può essere vista a causa della sua posizione (sul lato opposto della Via Lattea). Tuttavia, per decenni, gli scienziati hanno saputo che la nostra galassia e altre galassie vicine si stanno muovendo verso di essa. La regione è anche il nucleo del Laniakea Supercluster, una regione che si estende per oltre 500 milioni di anni luce e contiene circa 100.000 grandi galassie.
In breve, mentre l'Universo è in uno stato di espansione, la dinamica delle galassie e degli ammassi di galassie indica che gravitano ancora in strutture più strette. All'interno del nostro quartiere cosmico, l'attrattore principale è chiaramente il Cluster della Vergine, che sta colpendo tutte le galassie entro un raggio di 40 milioni di anni luce. Oltre a ciò, è il Centaurus Supercluster e il Grande Attrice (come parte del più grande Laniakea Supercluster) che ci sta tirando le corde.
Tracciando questo processo di attrazione che ha avuto luogo negli ultimi 13 miliardi di anni, gli astronomi e i cosmologi sono in grado di vedere come il nostro Universo si è evoluto nel corso della maggior parte della sua storia. Con il tempo e strumenti perfezionati in grado di guardare ancora più in profondità nel cosmo (come il James Webb Space Telescope) ci si aspetta che saremo in grado di sondare ancora più indietro verso l'inizio del cosmo.
Il modo in cui il nostro Universo è cambiato nel tempo non solo conferma i nostri modelli cosmologici e verifica le teorie predominanti su come la materia si comporta sulla più grande scala (cioè Relatività generale). Inoltre, consente agli scienziati di prevedere il futuro del nostro Universo con un certo grado di certezza, modellando il modo in cui galassie e supercluster si uniranno per formare strutture ancora più grandi.
Il team ha anche creato un video che mostra i risultati del loro studio, nonché un modello interattivo che consente agli utenti di esaminare il quadro di riferimento da più punti di vista. Assicurati di guardare il video qui sotto e vai alla pagina UH per accedere al loro modello interattivo.
